JP6887552B1 - 線材コイルの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線材コイルの上端を覆うための覆い部材を、線材コイルの上方から滑車を介して吊り下げているワイヤーが、積み重ねられる線材コイルの数に拘らず、滑車から外れ難い線材コイルの冷却装置を提供する。【解決手段】線材コイル２の貫通方向における上端２ｃに当接して、線材コイルを覆う覆い部材９と、線材コイルの貫通方向における下端側に配され、線材コイルの内側に覆い部材側へ向かって空気を吹き出す送風孔１０ｃと、線材コイルの上方から滑車１４を介してワイヤー１１により吊り下げられ、覆い部材を支持可能な吊下支持体８とを備え、吊下支持体は、覆い部材を上下方向に移動可能に案内するガイド部となるロッド１３を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、線材コイルの上端を覆うための覆い部材を、線材コイルの上方から滑車を介して吊り下げているワイヤーが、積み重ねられる線材コイルの数に拘らず、滑車から外れ難い線材コイルの冷却装置に関する。

従来、炭素鋼、ステンレス鋼などの線材を、巻回方向と直交する方向に巻締めした線材コイルの扱いに関して、特許文献１〜５が知られている。

特許文献１の「線材コイル」は、線材の巻回方向の複数個所に、線材の巻回方向と直交する方向に結束フープを巻締めした線材コイルにおいて、前記線材コイルの胴体部分に、幅のあるバンド状をなしかつ鉄線よりも軟らかい胴巻フープを前記線材の巻回方向にかつまた前記結束フープと交差させて巻締めして構成されている。

特許文献２の「線材コイルの冷却方法および冷却装置」は、線材コイルを存置場所に置き、線材コイルの空洞部の一端は塞ぎ板で塞ぐ。送風機によって空洞部の他端に空気を吹込むことにより線材コイルの各部分を均一かつ急速に冷却することができる。このようにして、６００℃から２００℃の間における線材コイルの各部分の冷却速度を１６℃／ｍｉｎ以上として冷却するようにしている。

特許文献３の「鋼板コイルの焼鈍方法および焼鈍設備」は、コイル状に巻き取った鋼板をアップエンドにしてコイル置台上に載置し、インナーカバー内に格納して焼鈍する鋼板コイルの焼鈍方法において、前記鋼板コイルを加熱し、均熱した後、冷却するに際して、鋼板コイルの内周面に向けて冷却ガスを吹き付けるようにしている。

特許文献４の「金属帯コイルの焼鈍方法および焼鈍炉」は、金属帯をコイル状に巻いた金属帯コイルをインナーカバーで覆い、該インナーカバーからの輻射熱によって上記金属帯コイルを焼鈍するに際し、上記焼鈍の少なくとも加熱処理の前半は、上記金属帯コイル内周面への輻射熱を遮断する一方、冷却処理中は、該遮断を解放するようにしている。

特許文献５の「コイル冷却装置」は、線材のコイルを存置させる為の存置場所を内部に備える冷却室と、雰囲気ガスを冷却する為のクーラと、冷却された雰囲気ガスを上記存置場所に循環させる為の循環手段とを備えるコイル冷却装置において、上記存置場所を挟んでその一方の側には上記循環手段における雰囲気ガスの吹出口を位置させ、他方の側には上記存置場所に存置されるコイルの端を塞ぐ為の塞ぎ板を上記吹出口に対して遠近自在に設けた構成としている。

特開平３−９８８６３号公報 特開平７−３００６２４号公報 特開２０１３−１６３８５２号公報 特開２０１３−１８１２１０号公報 特開平４−１７６２７号公報

特許文献５は、線材のコイルの空洞部の上端を塞ぎ板で塞ぎ、空洞部の下端側から空気を吹き込むことにより、コイルを冷却する構成を例示している。

塞ぎ板は、ワイヤーにより滑車を介して昇降装置とつながっており、コイルの上方から上下動可能に吊り下げられている。

コイルを冷却するときには、１つのコイルを単独で冷却する場合や、複数のコイルを、各空洞部が上下方向に連通するように積み重ねて同時に冷却する場合がある。

コイルの上端を塞ぐ塞ぎ板の位置は、積み上げられたコイルの高さにより相違する。このため、塞ぎ板を上方から吊り下げているワイヤーは、少なくとも単独で配置された１つのコイルの上端に塞ぎ板を載置できる長さを有していなければならない。

しかしながら、単独で配置されたコイルの上端に塞ぎ板を載置できる長さを有するワイヤーにより吊り下げられている塞ぎ板を、複数積み重ねられたコイルの上端に載置すると、ワイヤーの緊張が弛み、巻き掛けている滑車からワイヤーが外れてしまうおそれがあるという課題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、線材コイルの上端を覆うための覆い部材を、線材コイルの上方から滑車を介して吊り下げているワイヤーが、積み重ねられる線材コイルの数に拘らず、滑車から外れ難い線材コイルの冷却装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる線材コイルの冷却装置は、線材コイルの貫通方向における上端に当接して、該線材コイルを覆う覆い部材と、上記線材コイルの貫通方向における下端側に配され、該線材コイルの内側に上記覆い部材側へ向かって空気を吹き出す送風孔と、上記線材コイルの上方から滑車を介してワイヤーにより吊り下げられ、上記覆い部材を支持可能な吊下支持体とを備え、上記吊下支持体は、上記覆い部材を上下方向に移動可能に案内するガイド部を有し、前記線材コイルは、互いに間隔を隔てて所定方向に並べられた複数のローラ上を搬送されることを特徴とする。

前記線材コイルは、トレイ上に載置されて前記ローラ上を搬送され、該トレイには、前記送風孔から吹き出す空気が流通する開孔が設けられていることを特徴とする。

前記複数のローラ間には塞ぎ板が設けられていることを特徴とする。

本発明にかかる線材コイルの冷却装置にあっては、線材コイルの上端を覆うための覆い部材を、線材コイルの上方から滑車を介して吊り下げているワイヤーが、積み重ねられる線材コイルの数に拘らず、滑車から外れることを防止することができる。

本発明に係る線材コイルの冷却装置の好適な一実施形態を示す縦断面図である。 図１に示した線材コイルの冷却装置であって、覆い部材を線材コイルに載せる前の様子を示す縦断面図である。 図１に示した線材コイルの冷却装置に備えられる搬送装置を示す平面図である。 図１に示した線材コイルの冷却装置に用いられるトレイを示す斜視図である。 図１に比して、線材コイルを高く積み重ねて設置した様子を示す縦断面図である。 吊下フレームをワイヤーで直接吊り下げて操作する場合の問題点を説明する説明図である。 本発明に係る線材コイルの冷却装置の変形例を示す縦断面図である。 本発明に係る線材コイルの冷却装置の他の変形例を示す要部縦断面図である。

以下に、本発明にかかる線材コイルの冷却装置の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る線材コイルの冷却装置（以下、冷却装置という）１は、図１に示すように、線材２ａを円筒状に巻回し、巻回された線材２ａを、円周方向における複数箇所でバンド等により束ねて構成した線材コイル２を冷却する装置である。

円筒状に形成される線材コイル２の内側は、貫通方向（軸方向）に、空洞部２ｂとなっている。

冷却装置１は、図１〜図３に示すように、トレイ３上に載置された線材コイル２を所定方向に搬送する搬送装置４と、搬送装置４を挟んで対面する一対の隔壁５(図３参照)と、一対の隔壁５と共に冷却室６を形成する扉開閉機構７と、冷却室６の上方に吊り下げられた吊下支持体８と、吊下支持体８に上下方向へ移動可能に設けられる覆い部材９と、線材コイル２の貫通方向における下端側で、冷却室６の下方に設けられた送風管１０に配された送風孔１０ａとを備えている。覆い部材９は、吊下支持体８により、上下方向の移動が案内される。

搬送装置４は、線材コイル２が搬送される方向（以下、搬送方向という）に沿い、搬送方向と直交する方向（以下、直交方向という）に向かい合わせて間隔を空けて設けられる一対のフレーム４ａと、一対のフレーム４ａ間に架け渡された複数のローラ４ｂと、ローラ４ｂ間に設けられた塞ぎ板４ｃとを有している。

複数のローラ４ｂは、搬送方向に互いに間隔を隔てて等間隔で配置され、一対のフレーム４ａに各々回転自在に設けられている。隔壁５は、一対のフレーム４ａの各々に沿って設けられており、直交方向に対面している。

扉開閉機構７は、搬送装置４上で昇降可能に設けられ、搬送方向に互いに間隔を隔てて設けられた一対の扉７ａ，７ｂと、隔壁５に設けられ、各扉７ａ，７ｂを案内する扉ガイド７ｃと、各扉７ａ，７ｂを個別に昇降可能な昇降装置（不図示）とを有している。

扉７ａ，７ｂの各々は、直交方向に沿う平面状をなし、搬送方向において互いに対面するように設けられている。一対の扉７ａ，７ｂは、それらの間に、複数（本実施形態においては４本）のローラ４ｂが配置されるように間隔が空けられており、各扉７ａ，７ｂは、各々塞ぎ板４ｃ上で昇降するように配置されている
各扉７ａ，７ｂを案内する扉ガイド７ｃは、一対の隔壁５の互いに対向する面にそれぞれ上下方向に沿って設けられており、互いに対向する側が、開放された溝を有している。扉ガイド７ｃの溝には、扉７ａ，７ｂの直交方向の両端部が挿入されており、扉ガイド７ｃにより扉７ａ，７ｂが上下方向に案内される。

扉７ａ，７ｂが降ろされた状態で、搬送装置４上において一対の隔壁５及び一対の扉７ａ，７ｂにより区画される領域が冷却室６となる。

冷却室６の下には、搬送方向における中央に位置させて、線材コイル２の空洞部２ｂの内径よりも小さな孔径の送風孔１０ａが配されている。送風孔１０ａは、冷却室６のほぼ中央に位置し、互いに隣り合うローラ４ｂ間であって、ローラ４ｂの頂部の高さ位置よりも低い位置に設けられている。送風孔１０ａからは、図示しない送風機から供給される空気が上方へ向かって吹き出される。

ローラ４ｂ間に設けられる塞ぎ板４ｃは、複数のローラ４ｂ間のうちの、少なくとも冷却室６の下の領域を塞ぐように、ローラ４ｂ間に設けられている。このとき、冷却室６の中央に位置する送風孔１０ａ上方には、塞ぎ板４ｃは設けられていない。塞ぎ板４ｃは、上面がローラ４ｂの頂部の高さ位置よりも低くなるように配置されている。

線材コイル２が載置されるトレイ３は図４に示すように、矩形の板状材で形成され、トレイ３の中央には、載置される線材コイル２の空洞部２ｂの内径よりも小さく、送風孔１０ａの内径よりも大きな開孔３ａが設けられている。冷却室６に搬送されたトレイ３は図３に示すように、上方から見下ろして、開孔３ａの内側に送風孔１０ａが位置するように配置される。開孔３ａには、送風孔１０ａからの空気が流通される。

塞ぎ板４ｃが用いられる場合、トレイ３は、例えば軽量な格子形状で形成される。塞ぎ板４ｃは省略してもよく、その場合には、図８に示した変形例のように、トレイ３は、開孔３ａのみを有する板材で形成される。このような構成はいずれも、送風孔１０ａからの空気が無駄なく、線材コイル２に供給されるようにするためである。塞ぎ板４ｃがあれば、トレイ３は用いなくてもよい場合もある。

吊下支持体８は、上方からワイヤー１１で吊り下げられる吊下フレーム１２と、吊下フレーム１２の下面１２ａから垂設されたガイド部としての複数のロッド１３とを備えている。

吊下フレーム１２は、上方に配置される滑車１４を介して、ワイヤー１１で吊り下げられている。ワイヤー１１は、滑車１４で向きが変えられ、側方に設けられたウインチ１５で巻き上げ、巻き降ろしされる。

吊下フレーム１２は、例えば平面矩形状に形成され、冷却室６に配置されたトレイ３に対し、上下方向に間隔を隔てて対面するように吊り下げられている。

ロッド１３は、円柱状をなし、吊下フレーム１２の四隅にそれぞれ鉛直方向に垂設されている。ロッド１３は、覆い部材９にスライド自在に挿通され、これにより、覆い部材９は、ロッド１３に案内(ガイド)されて、上下方向に移動可能とされる。

ロッド１３の下端には、覆い部材９の下方への移動（抜け出し）を規制するストッパー１３ａが設けられている。

覆い部材９は、吊下フレーム１２とほぼ同じ平面矩形状に形成された覆い板９ａと、覆い板９ａの下面に設けられたクッション材９ｂとを備えている。

覆い板９ａの四隅には、吊下支持体８のロッド１３が挿通される挿通孔９ｃが設けられている。

クッション材９ｂは、例えば銅製の網材を複数枚重ねて取り付けて形成されている。クッション材９ｂは、耐熱性のある弾性部材であればよい。これにより、送風したときの覆い板９ａの振動などで線材コイル２の上端２ｃの面に傷が付くことを防ぐことができる。

冷却装置１は、線材コイル２が冷却室６内に搬送される前の状態では図２に示すように、吊下支持体８が上方に引き上げて位置（引き上げ位置）されており、覆い部材９は、自重によりロッド１３の下端側に位置して、ストッパー１３ａに当接している。

吊下支持体８が引き上げ位置にある状態では、ストッパー１３ａに当接している覆い部材９は、冷却室６で積み上げ可能な線材コイル２の最大高さよりも高い位置に吊り下げられている。

吊下支持体８は、予め設定された降下位置まで降下可能である。降下位置は、吊下支持体８が降下されたときに、ストッパー１３ａの下面が、搬送装置４上に載置されたトレイ３の上面よりも高く、トレイ３と接触しない位置である。

トレイ３上に線材コイル２が載置されていない状態で、降下位置まで降下した吊下支持体８のストッパー１３ａに当接している覆い部材９の下面は、例えば、最も高さが低い線材コイル２がトレイ３上に載置されたときの上端の高さよりも低い位置に配置される。

次に、本実施形態にかかる冷却装置１の作用について説明する。冷却装置１により線材コイル２を冷却する場合、まず、吊下支持体８が引き上げ位置に配置され、少なくとも搬送方向上流側の入側扉７ａが引き上げられた状態で、トレイ３上に載置された線材コイル２を、搬送装置４により冷却室６の位置まで移動する。

線材コイル２を冷却室６の位置まで移動した後に、図１に示すように、一対の扉７ａ，７ｂを下げる。

これにより、冷却室６が形成され、冷却室６内のトレイ３上に線材コイル２が載せられた状態となる。このとき、線材コイル２は、トレイ３上に、開孔３ａを囲むように配置しておき、移動させたトレイ３は、上方に位置する覆い部材９と対向する位置に配置する。この状態でトレイ３の開孔３ａは、送風孔１０ａの上に位置している。

次に、吊下支持体８を降下位置まで降下させる。このとき、トレイ３上の線材コイル２の上方から、吊下支持体８が降下され、吊下支持体８が降下位置まで降下する前に、線材コイル２の上端２ｃに覆い部材９が載置される。これにより、クッション材９ｂが線材コイル２の一方側となる上端２ｃに当接し、線材コイル２上の全域が覆い部材９により覆われる。すなわち、覆い部材９は、線材コイル２の貫通方向における上端２ｃに当接して、当該線材コイル２を覆う。

そして、さらに吊下支持体８を降下させることにより、図１に示すように、覆い部材９がストッパー１３ａから離れて吊下支持体８が降下位置まで降下する。

複数の線材コイル２を冷却する場合には、図５に示すように、各線材コイル２の位置を揃えて空洞部２ｂが連続するようにトレイ３の上に積み重ねる。

トレイ３上に積み重ねる線材コイル２の積み上げ高さ（積み上げ個数）は、都度で異なる。複数積み重ねられた線材コイル２の上端２ｃを覆い部材９で覆う場合にも、引き上げられている吊下支持体８を降ろしていく。覆い部材９が線材コイル２の上端２ｃに載った後は、覆い部材９に対してロッド１３がスライドしながら吊り下げ支持体８がさらに下がっていき、毎回、設定された降下位置で吊下支持体８の吊下フレーム１２は停止される。

冷却室６内に線材コイル２が配置され、線材コイル２上に覆い部材９が載置された状態で、送風孔１０ａから空気が覆い部材９側に向かって吹き出される。

このとき、覆い部材９が風圧により浮き上がらないように、覆い部材９の重量が設定されている。

送風孔１０ａから覆い部材９側に向かって吹き出された空気は、図中、矢印で示すように、空洞部２ｂを通って覆い部材９側に向かって流れる。すなわち、吹き出された空気は、トレイ３に載置された線材コイル２の空洞部２ｂに、覆い部材９側へ向かって吹き出され、空洞部２ｂから線材コイル２の線材２ａ間を流通して、線材コイル２の外周側へ流れ出し、この空気の流れによって線材コイル２の冷却が行われる。

このとき、隔壁５及び各扉７ａ，７ｂと覆い部材９との間には、空気を上方へ排出するための隙間Ｃを設けている。

冷却後には、搬送方向下流側の出側扉７ｂが引き上げられ、搬送装置４により、線材コイル２がトレイ３と共に冷却室６から搬出される。

つまり、本実施形態の冷却装置１によれば、線材コイル２の貫通方向における上端２ｃに当接して当該線材コイル２を覆う覆い部材９は、線材コイル２の上方からワイヤー１１により吊り下げられた吊下支持体８が有するロッド１３に案内されて上下方向に移動可能なので、ワイヤー１１で吊り下げられて吊下支持体８が停止した状態で上下方向に移動することができる。

このため、例えば線材コイル２の積み上げ数が異なるなどして、覆い部材９により塞ぐ位置（高さ）が変わったとしても、吊下支持体８を吊り下げるワイヤー１１が弛むことはない。

すなわち、ワイヤー１１を滑車１４で配索する際に、図６に示すように、吊下フレーム１２を覆い部材としてワイヤー１１で直接吊り下げるようにした場合、吊下フレーム１２が線材コイル２に載った後は、ワイヤー１１が弛んでしまい、不注意でワイヤー１１が滑車１４から外れてしまうことがある。

本実施形態の冷却装置１では、覆い部材９が吊下フレーム１２のロッド１３に対してスライドするので、ワイヤー１１の長さは、想定される線材コイル２の最も高い位置で張った状態になるように決定しておけば良い。

これにより、吊下フレーム１２を降ろしていき、覆い部材９が線材コイル２の上端２ｃに載った後も、吊下支持体８の吊下フレーム１２は下がり続けることができ、線材コイル２の積み上げ高さがどのような場合でも、ワイヤー１１を張った状態で停止することができて、滑車１４からワイヤー１１が外れることがなく、吊り操作のトラブルを無くすことができる。

従って、線材コイル２の上端２ｃを塞ぐ塞ぎ部材９を上方から滑車１４を介して吊り下げているワイヤー１１が、積み重ねられる線材コイル２の数に拘らず、滑車１４から外れることを防止することができる。

線材コイル２は、トレイ３上に載置されて、互いに間隔を隔てて搬送方向に並べられた複数のローラ４ｂ上を搬送されるので、貫通方向を上下方向に向けた線材コイル２の姿勢を保ったままで容易に搬送することができる。

線材コイル２を搬送するローラ４ｂ間には塞ぎ板４ｃが設けられているので、空洞部２ｂへ向けて吹き出される空気がローラ４ｂの下側へ漏れ出ることを防ぐことができ、空気を無駄なく線材コイル２側に送り込むことができる。このため、効率よく冷却することができる。

トレイ３には、送風孔１０ａから吹き出す空気が流通する開孔３ａが設けられているので、開孔３ａに線材コイル２の空洞部２ｂを合わせて配置することにより、線材コイル２の空洞部２ｂに確実に空気を送り込んで、効率よく冷却することができる。

図７には、上記実施形態の変形例が示されている。線材コイル２の上端２ｃの面は、必ずしも水平に平らな状態ではなく、傾斜している場合がある。本変形例は、このように線材コイル２の上端２ｃの面が傾斜している場合であっても、その上に覆い部材９を傾けた状態で設置できて、線材コイル２の上端２ｃを好適に塞ぐことができるようにしたものである。

まず、覆い部材９の挿通孔９ｃの孔径が、ロッド１３の外径よりも大きく形成される。これにより、ロッド１３に対する覆い板９ａの傾斜が許容されて、覆い板９ａを、線材コイル２の上端２ｃの上に、当該上端２ｃの面の傾斜に合わせて、設置することができる。

また、ロッド１３のストッパー１３ａの上面を、上方に向かって窄まるコーン状に形成すると共に、挿通孔９ｃ自体を下方に向かって広がるコーン状に形成したり、あるいは挿通孔９ｃの下部に、同様なコーン状の案内部材１６を取り付けるようにすることが好ましい。

このようにすることで、吊下支持体８が上昇していくときに、ストッパー１３ａが挿通孔９ｃもしくは案内部材１６に入り込み、覆い部材９を水平姿勢に戻しかつセンタリングして吊り上げることができる。

このような変形例であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんのこと、上述したように、線材コイル２の上端２ｃの面が傾斜していても、覆い部材９を適切に設置して線材コイル２を効率よく冷却することができる。

本実施形態では、冷却後の熱風を排出するために上部を大気開放としたが、引用文献５のように、天井も設けて全体を取り囲み、扉７ａ，７ｂを開閉して線材コイル２を出し入れし、循環経路で熱風を冷却したり、天井に排出口を設けたりしてもよい。

また、隔壁５と扉７ａ，７ｂは、図８の変形例のように備えなくてもよい。しかし、それらがあれば、冷却中に線材コイル２の周囲から噴出する熱風が周囲の物や人に当たらないので、安全に操業が行える。

トレイ３を格子形状で形成すれば軽量になり、搬送装置４の必要駆動力を低減することができる。

上記実施形態においては、覆い部材９について、覆い板９ａの下面にクッション材９ｂが設けられている例を挙げて説明したが、覆い部材９は必ずしもクッション材９ｂを備えていなくとも構わない。

上記実施形態においては、トレイ３が格子形状により形成されている例について説明したが、これに限らず、例えば中央に開孔３ａを備えた板であっても構わない。

上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１ 線材コイルの冷却装置
２ 線材コイル
２ａ 線材
２ｂ 空洞部
２ｃ 線材コイルの上端
３ トレイ
３ａ トレイの開孔
４ 搬送装置
４ａ フレーム
４ｂ ローラ
４ｃ 塞ぎ板
５ 隔壁
６ 冷却室
７ 扉開閉機構
７ａ 搬送方向上流側の入側扉
７ｂ 搬送方向下流側の出側扉
７ｃ 扉ガイド
８ 吊下支持体
９ 覆い部材
９ａ 覆い板
９ｂ クッション材
９ｃ 挿通孔
１０ 送風管
１０ａ 送風孔
１１ ワイヤー
１２ 吊下フレーム
１２ａ 吊下フレームの下面
１３ ロッド
１３ａ ストッパー
１４ 滑車
１５ ウインチ
１６ 案内部材
Ｃ 隙間

Claims (3)

1. 線材コイルの貫通方向における上端に当接して、該線材コイルを覆う覆い部材と、
   上記線材コイルの貫通方向における下端側に配され、該線材コイルの内側に上記覆い部材側へ向かって空気を吹き出す送風孔と、
   上記線材コイルの上方から滑車を介してワイヤーにより吊り下げられ、上記覆い部材を支持可能な吊下支持体とを備え、
   上記吊下支持体は、上記覆い部材を上下方向に移動可能に案内するガイド部を有し、
   前記線材コイルは、互いに間隔を隔てて所定方向に並べられた複数のローラ上を搬送されることを特徴とする線材コイルの冷却装置。
2. 前記線材コイルは、トレイ上に載置されて前記ローラ上を搬送され、該トレイには、前記送風孔から吹き出す空気が流通する開孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の線材コイルの冷却装置。
3. 前記複数のローラ間には塞ぎ板が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の線材コイルの冷却装置。

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